Investigadores descubren cómo ahorrar hasta un 16.7% en el recibo de la CFE, al conectar paneles solares, baterías y bombas de calor

MÉXICO.- Una investigación de la Universidad Purdue concluyó que conectar directamente paneles solares, baterías y bombas de calor mediante corriente continua puede reducir hasta 9.2% el consumo anual de electricidad y disminuir hasta 16.7% el costo energético. Aunque la tecnología aún no está lista para adoptarse de forma masiva, el estudio muestra una alternativa para aprovechar mejor la energía producida en casa.

El trabajo parte de un problema poco conocido. Aunque los paneles solares generan electricidad en corriente continua, la mayoría de las viviendas funcionan con corriente alterna, lo que obliga a convertir la energía varias veces antes de utilizarla. Cada conversión implica pequeñas pérdidas que, acumuladas durante todo el año, representan un consumo adicional.

De acuerdo con el estudio publicado en ScienceDirect y desarrollado por investigadores de la Universidad Purdue, reducir esas conversiones mejora el rendimiento energético de una vivienda equipada con generación solar y almacenamiento doméstico.

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¿Por qué se desperdicia parte de la electricidad?

Los paneles fotovoltaicos producen corriente continua. Las baterías también almacenan electricidad en ese mismo formato. Sin embargo, antes de alimentar una vivienda, la energía pasa por un inversor para transformarse en corriente alterna, que es el estándar de las redes eléctricas.

Después ocurre otra situación. Muchos equipos electrónicos, televisores, computadoras, iluminación LED e incluso varios electrodomésticos vuelven a convertir esa corriente alterna en corriente continua para poder funcionar correctamente.

Cada proceso mantiene una eficiencia alta, pero nunca alcanza el 100%. Esa diferencia representa energía que termina perdiéndose durante el proceso.

La bomba de calor fue la pieza clave del estudio

Los investigadores enfocaron buena parte del proyecto en una bomba de calor, uno de los equipos que más electricidad consume dentro de una vivienda completamente electrificada.

Para realizar las pruebas, modificaron una bomba de calor comercial y la adaptaron para operar directamente con corriente continua. Posteriormente la instalaron en una vivienda experimental habitada por estudiantes de posgrado, donde comprobaron su funcionamiento bajo condiciones reales.

Los resultados fueron claros. Una bomba de calor adaptada redujo alrededor de 8% el consumo anual de electricidad, mientras que un modelo diseñado desde fábrica para corriente continua elevó el ahorro hasta 9.2%.

Además, el análisis económico estimó una reducción de entre 12.5% y 16.7% en los costos energéticos de la vivienda evaluada.

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¿Significa que conviene modificar una casa?

No necesariamente. El propio estudio aclara que el ahorro económico para una vivienda individual sería cercano a 60 dólares anuales, aproximadamente 1,053 pesos según el tipo de cambio actual.

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Eso significa que reemplazar toda la instalación eléctrica o modificar equipos existentes únicamente para utilizar corriente continua difícilmente recuperaría la inversión en poco tiempo.

Por esa razón, los especialistas consideran que el mayor potencial aparece en viviendas de nueva construcción, desarrollos habitacionales, edificios comerciales, comunidades energéticas, centros de datos e instalaciones industriales donde la infraestructura puede diseñarse desde el inicio.

¿Por qué la corriente continua vuelve a ganar interés?

Aunque durante décadas la corriente alterna dominó la distribución eléctrica por facilitar el transporte de energía a largas distancias, muchas tecnologías modernas trabajan internamente con corriente continua.

Los paneles solares, las baterías, la iluminación LED, los dispositivos electrónicos y los vehículos eléctricos utilizan este tipo de corriente, por lo que una red interna de corriente continua permitiría reducir varias conversiones innecesarias.

Además, el crecimiento de tecnologías como la carga bidireccional de vehículos eléctricos incrementa el interés por este tipo de instalaciones, ya que facilita el intercambio de energía entre automóviles, viviendas y sistemas de almacenamiento.

El principal reto todavía no es la tecnología

El mayor obstáculo identificado por los investigadores no está en el funcionamiento del sistema, sino en la disponibilidad de equipos compatibles.

Actualmente, la mayoría de las bombas de calor, sistemas de climatización y electrodomésticos siguen fabricándose para conectarse a redes convencionales de corriente alterna, aunque muchos de sus componentes operen internamente con corriente continua.

También hacen falta normas técnicas, dispositivos de protección específicos y estándares que permitan integrar este tipo de instalaciones de manera segura y compatible entre distintos fabricantes.

¿Podría convertirse en el futuro de las viviendas?

Los investigadores consideran que el escenario más probable no consiste en reemplazar completamente la corriente alterna, sino combinar ambos sistemas.

En este modelo, la red eléctrica convencional seguiría suministrando energía mediante corriente alterna, mientras una red interna de corriente continua conectaría paneles solares, baterías, iluminación, equipos electrónicos, bombas de calor y, eventualmente, vehículos eléctricos.

Este esquema permitiría aprovechar una mayor parte de la electricidad generada dentro del propio hogar, reducir pérdidas energéticas y mejorar la eficiencia conforme aumente la electrificación de las viviendas.